突出部の水平震度とは？1g・塔屋・地震力の計算方法を解説

この記事の要点

建築物の突出部とは、塔屋や屋上突出物のことです。

突出部は、水平震度を考慮し地震力の設計を行います。

この記事では、突出部の水平震度とは何か、どう求めるのか、塔屋・屋上突出物での地震力計算を整理します。

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突出部の水平震度とは、建築物の塔屋や屋上突出物に作用する水平方向の地震力の割合です。

突出部は、水平震度を考慮し地震力の設計を行います。

今回は、突出部の水平震度、地震力の求め方、突出部の例について説明します。

なお、2ｍを超える片持ち部材は、鉛直震度1Gを考慮します。

水平震度、鉛直震度の意味は、下記の記事が参考になります。

突出部の水平震度とは？

突出部とは、屋上に設置される工作物や、塔屋、架構から2ｍ以上飛び出す部分です。突出部には、水平震度1Gが作用すると考えます。普通、建築物に作用するせん断力係数は

0.2～0.3

程度です。大地震時には1.0を考慮します。よって突出部は、大地震時に相当する地震力を考慮します。

※水平震度とは、水平方向に作用する地震力の割合のことです。水平震度の詳細は、下記の記事が参考になります。

また、２ｍを超える片持ち梁は鉛直震度1Gを考慮します。考え方は水平震度と同じです。地震は鉛直方向にも作用するので、突出部は余分に地震力を考慮します。鉛直震度の意味は、下記の記事が参考になります。

突出部分の重量をWpとします。水平震度ｋ＝1.0（1Gのこと）でしたね。よって、突出部に作用する地震力Qは下記です。

Q=Wp×ｋ＝Wp

上式より、突出部の地震力は、重量の大きさのままです。重量が、そのまま水平力として作用します。

突出部に作用する地震力は思っている以上に大きいです。突出物の部材を確認するだけでなく、本体構造物に問題ないか検討が必要ですね。

突出部の例を下記に整理しました。

塔屋

架構から２ｍ以上、突出する工作物など（看板、水槽、煙突、昇降機）

屋外階段

塔屋に該当する場合、突出部と考えます。また、架構から2ｍ以上、突出する部分は水平震度を考慮しましょう。下図をみてください。2ｍ以上突出して、外壁だけ受ける部分があります。この部分は、水平震度1Gを考慮した検討が必要ですね。

突出部の例

混同しやすい用語

水平震度と鉛直震度

水平震度は水平方向の地震力の割合を表し、突出部では1.0（1G）を考慮します。

鉛直震度は鉛直方向の地震力の割合で、2mを超える片持ち梁に適用します。

どちらも地震時に突出部へ作用しますが、方向と適用条件が異なります。

突出部と塔屋

塔屋は屋上に設ける小さな建屋（階段室・エレベーター機械室など）で、突出部の一種です。

突出部は架構から2m以上飛び出す工作物・看板・水槽なども含む広い概念で、塔屋はそのうちの一例です。

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では突出部（塔屋・看板等）の水平震度と地震力の計算が問われます。突出部は鞭打ち効果により上位階の加速度応答が増幅されるため、建物本体より大きい水平震度（地震層せん断力係数Ci相当以上）を使います。

突出部の設計水平震度はその高さと建物の固有周期を考慮します。工作物の耐震設計でも水平震度の設定が重要であり、令88条・129条の規定と合わせて突出部の特例的な扱いを整理しておきましょう。

突出部の水平震度を整理した表を示します。